CN209786876U - 一种基于分层控制的交流微电网保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于分层控制的交流微电网保护系统，所述系统包括中心检测层装置和本地保护层装置，所述中心检测层装置进一步包含有运行检测更新模块、第一纵向通信模块和故障确定模块，所述第一纵向通信模块分别与所述运行检测更新模块和故障确定模块电连接，并通过网络与所述本地保护层装置连接；本地保护层装置进一步包括有第二纵向通信模块、故障计算模块和本地保护动作模块，第二纵向通信模块分别与所述故障计算模块和本地保护动作模块电连接，并通过网络与所述中心检测层装置连接。该系统能够有效避免传统保护装置在微电网中受过渡电阻的影响，实现可靠、选择性切除微电网故障。

Description

一种基于分层控制的交流微电网保护系统

技术领域

本实用新型涉及继电保护设备技术领域，尤其涉及一种基于分层控制的交流微电网保护系统。

背景技术

微电网直接与用户负荷相连，需要保证电能的可靠供应，但由于微电网分支众多、分布式电源广泛接入，故障后很难准确确定故障线路，使供电可靠性降低，随着我国微电网的快速发展，微电网结构也日益复杂，微电网故障线路的难度也日益提高。

目前随着微电网发展水平的提高，微电网中装设了许多终端设备，能够测量电流的大小及方向，如馈线终端设备等。但微电网中可再生能源发电的波动性和变流型分布式电源的接入使微电网的运行及故障特性与传统配电网区别明显，给微电网保护带来了挑战。总体来说现有技术中缺乏一种简单可靠且易于实现的微电网线路保护方案，以最小的范围隔离故障线路。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于分层控制的交流微电网保护系统，该系统能够有效避免传统保护装置在微电网中受过渡电阻的影响，实现可靠、选择性切除微电网故障。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于分层控制的交流微电网保护系统，所述系统包括中心检测层装置和本地保护层装置，其中：

所述中心检测层装置进一步包含有运行检测更新模块、第一纵向通信模块和故障确定模块，其中：

所述第一纵向通信模块分别与所述运行检测更新模块和故障确定模块电连接，并通过网络与所述本地保护层装置连接；

所述本地保护层装置进一步包括有第二纵向通信模块、故障计算模块和本地保护动作模块，其中：

所述第二纵向通信模块分别与所述故障计算模块和本地保护动作模块电连接，并通过网络与所述中心检测层装置连接。

所述系统包括多个本地保护层装置，所述多个本地保护层装置分别通过所述第一纵向通信模块与所述中心检测层装置连接。

在所述多个本地保护层装置中还包括横向通信模块，各个本地保护层装置通过所述横向通信模块进行通信连接。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，上述系统能够有效避免传统保护装置在微电网中受过渡电阻的影响，实现可靠、选择性切除微电网故障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例提供的基于分层控制的交流微电网保护系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本实用新型实施例提供的基于分层控制的交流微电网保护系统结构示意图，所述系统主要包括中心检测层装置和本地保护层装置，其中：

所述中心检测层装置进一步包含有运行检测更新模块、第一纵向通信模块和故障确定模块，其中：

所述第一纵向通信模块分别与所述运行检测更新模块和故障确定模块电连接，并通过网络与所述本地保护层装置连接；

所述本地保护层装置进一步包括有第二纵向通信模块、故障计算模块和本地保护动作模块，其中：

所述第二纵向通信模块分别与所述故障计算模块和本地保护动作模块电连接，并通过网络与所述中心检测层装置连接。

该系统可以包括多个本地保护层装置，如图1所示，所述多个本地保护层装置分别通过所述第一纵向通信模块与所述中心检测层装置连接。

在所述多个本地保护层装置中还包括横向通信模块，如图1所示，各个本地保护层装置通过所述横向通信模块进行通信连接。

具体实现过程中，在所述中心检测层装置中：

运行检测更新模块用于对运行状态进行检测，判断运行电压变化率是否高于本地量测层所需的电压启动整定值，得到1号运行状态参数，计算电压不平衡度与零序电压，得到2号运行状态参数。

第一纵向通信模块用于根据1号运行状态参数结果，向本地保护层装置发送本地保护器启动指令，进一步接收本地保护层装置中故障计算模块产生的3号运行状态参数。

故障确定模块用于根据1-3号运行状态参数确定故障分类和保护动作行为；基于2号运行状态参数确定是否为单相接地故障，若非单相接地故障，进一步基于1、3号运行状态参数确定故障持续状态及故障位置，产生保护动作行为指令。

在所述本地保护层装置中：

第二纵向通信模块用于在受到本地保护器启动指令后启动故障计算模块，进一步在故障计算模块确定故障位置后，接收中心检测层装置运行检测更新模块发送的保护动作行为指令；

故障计算模块用于获取本地电流数据，利用内部采样保持元件对故障前线路电流进行采样保持，并计算正序故障分量电流，对本地正序故障分量电流及故障前电流分别进行初相角计算，根据两者相角差情况得到横向状态参数，确定故障方向，通过横向通信模块向线路对端发送横向状态参数并接收对端所发送的横向状态参数，确定微电网故障位置；

本地保护动作模块用于在本地保护层装置的第二纵向通信模块接收到保护动作行为指令后在本地发送跳闸信号，切除故障线路。

该系统的工作原理具体为：

微电网在正常运行时，各线路的电流初相角不发生变化，当微电网的某一线路发生了故障时，非故障线路两侧电流在故障发生后的变化量是相同的，而故障线路两端电流在故障发生后的变化情况相反，测点本地的正序故障分量电流与故障前电流的初相角之间的差值的变化方向存在差异，因此通过比较微电网中各线路两侧电流在故障发生后正序故障分量电流与故障发生前测量电流相角的差别即可确定故障线路，在判断过程中采取了逻辑判断的方法，简单快速，能够保证得到准确的结果。

值得注意的是，本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

综上所述，本实用新型所述系统通过中心检测层装置检测故障的发生并根据故障严重程度进行保护动作行为决策，通过本地保护层装置进行故障电气量计算并判断故障位置，能够有效避免传统保护装置在微电网中受过渡电阻的影响，实现可靠、选择性切除微电网故障。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种基于分层控制的交流微电网保护系统，其特征在于，所述系统包括中心检测层装置和本地保护层装置，其中：

所述中心检测层装置进一步包含有运行检测更新模块、第一纵向通信模块和故障确定模块，其中：

所述第一纵向通信模块分别与所述运行检测更新模块和故障确定模块电连接，并通过网络与所述本地保护层装置连接；

所述本地保护层装置进一步包括有第二纵向通信模块、故障计算模块和本地保护动作模块，其中：

所述第二纵向通信模块分别与所述故障计算模块和本地保护动作模块电连接，并通过网络与所述中心检测层装置连接。

2.根据权利要求1所述基于分层控制的交流微电网保护系统，其特征在于，所述系统包括多个本地保护层装置，所述多个本地保护层装置分别通过所述第一纵向通信模块与所述中心检测层装置连接。

3.根据权利要求2所述基于分层控制的交流微电网保护系统，其特征在于，在所述多个本地保护层装置中还包括横向通信模块，各个本地保护层装置通过所述横向通信模块进行通信连接。